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氦质谱检漏仪的基本原理与结构

随着科技的迅猛发展，氦质谱检仪及其应用技术也在不断发展和究善。各国的设备厂商相继推出了多种类烈的氦质谱检涮仪，广泛应用丁航空航天，电力电子，汽车等各个行业，综观较新氦质谱检漏仪的性能特点发现，氦质谱检漏仪正向着高灵敏度、自动化、宽程、等方向发展，这些特点很好地满足了当前检漏应用的需求，也极大的推动了氮质谱检漏技术的不断发展。氦质谱检漏仪的基本原理与结构氦质谱检漏仪一般由质谱管，真空系统和电子系统组成。其中质谱管包括离子源，质量分析器和离子检测器; 真空系统一般由分子泵、机械泵、电磁阀和真空计组成。离子源的作用是将原子电离成带电离子并聚焦成束，六氟化硫空箱检漏系统，以一定能量注入质分析器，

目前常用的电子轰击型离子源有尼尔型和震荡型两种形式。质分析器的作用起将各类离子按其质荷比的不同实现分离。

离子检测器的作用是手机质量分析器所选定的氦离子流并加以放大，再通过比对运算，得出泄漏率

真空系统的作用是获取质谱过程所需的真空，同时完成被检件的抽空和氦气的引入。真空系统一般由分子泵、机械泵、电磁阀和真空计组成组成。按照真空系统的不同结构，检漏仪分为常规系统和逆扩散两种。常规系统多用于早期的氦质谱检漏仪，该种检漏仪的被检件与高真空部分直接相通，由被检件泄入的氮气首先到达质谱管被检到，因而具有较高的灵敏度，但是会对质谱管有污染。逆扩散系统检漏仪与常规系统相比，被检件只与低真空相通，因此只需将被检工件抽至低真空就能进行检漏，氦气是逆扩散到质谱管，不会对系统有污染，因此被广泛采用，已成为市场的主流的产品。

机械泵的工作方式不一样，分为干泵检漏仪和油泵检漏仪，油泵工作会有油雾排出，污染工作环境，干泵没有油雾排出对工作环境没有影响。在半导体洁净车间都是使用干泵检漏仪。

氦质谱检漏仪故障与处理

(1)内部的密封结构

当检漏仪内部存在泄漏时，SF6真空箱检漏系统，会对检漏工作造成较大干扰，容易造成误检、误判。 检漏仪内部主要的密封部位在检漏仪的后侧(见图2)，位于隔热板的上方：①检漏仪测试口与阀门组块的连接部位，密封方式采用胶灌密封，检漏仪在运输过程中如遇到强烈震动，此处容易造成密封胶开裂。②各电磁阀与阀门组件间的连接部位。密封方式采用氟橡胶圈或金属垫片密封，橡胶圈的密封寿命有限，使用5 年以上时，有可能会存在密封失效的问题。③各零部件接口处的密封部位。如放大器与质谱室、离子源与质谱室、分子泵与质谱室、标准漏孔与阀门组件、真空计与阀门组件等接口间的金属垫片密封或橡胶圈密封。

(2)定位方法

采用喷吹法对各密封部位的气密性进行检测，因检漏仪内部结构紧凑，各密封结构间的距离很近，检测时定位难度较大。经摸索，在检测时采用以下技巧，可提高定位的能力：①查漏前，先将分子泵风扇的电源断开，避免风扇将氦源吹散至各个密封环节，造成定位不准确。②喷吹时，要严格控制氦源的流量，尽量采用喷咀流量小的喷，提高定位的能力。③仪器的反应时间小于1 s，所以在一个部位喷吹的时间约3 s，再等待约3 s 后观测信号有无变化。

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如何正确使用氦气检漏设备？

1.为了正确使用氦气检漏设备，在充入检漏气体前有必要对抽空样品进行预抽空。如果在填充前没有排空，试件中的空气将被挤压到几何空间的末端，氦气检漏设备中的气体不能进入该部分，因此潜在的检漏孔将仅释放空气，检漏设备不能检测到这些检漏孔。

2.氦气检漏设备的泄漏孔通常很小或很窄。如果泄漏孔在检漏气体试验前放在水箱中，这些泄漏孔或毛细管会被水堵塞或充满，从而大大影响检漏结果。

3.在填充检漏气体之前，有必要快速测试是否有大的泄漏。对大泄漏孔的一个简单测试方法是在短时间内抽空样品并观察抽空压力。如果样品能够保持抽空压力，则表明没有大的泄漏孔，可以填充泄漏检测气体。

4.如果气密检漏仪在运行过程中没有在高压下进行泄漏测试，那么氦气检漏设备就不能检测到一些泄漏孔。因此，在检漏过程中使用较高的测试压力可以有效地检测实际操作中没有出现的泄漏孔。

5.检漏试验中的可检测泄漏率与检漏气体的背景浓度有很大关系，背景浓度越高，波动越大。如果泄漏测试后泄漏检测气体排放到泄漏检测区域，背景浓度将在整个工作日持续增加。此外，在加注或排放过程中，确保没有气体溢出，检漏系统，并定期检查连接件是否有泄漏。

6.如果检漏气体泄漏氦和氢，它将像气球一样飞到检漏区的室顶，并逐渐漂浮在整个检漏区。因此，冷却检漏系统，应该为泄漏测试区域提供足够的通风。由于两种泄漏检测气体都倾向于向上移动，因此建议从底部输入新鲜空气，从顶部向外排放气体。